A head-up kijelző (angolul: head-up display, HUD) a felhasználó látómezőjébe vetített, információkat megjelenítő kijelző. Például az autóknál: A szélvédőn úgy jelennek meg a sebességre vonatkozó információk, navigációs utasítások vagy figyelmeztető jelzések, mintha a motorháztető előtt lenne egy kijelző. A járművezetőnek így nem kell levennie a szemét az útról, ami növeli a biztonságot. Maga az elnevezés is innen ered: a „head-up display” jelentése felemelt fejjel nézhető kijelző – olvasható a Surplex közleményében.

A HUD-ok evolúciója a repüléstől az autóiparig

A HUD-ok története egészen az 1940-es évekre nyúlik vissza, amikor is először kerültek alkalmazásra vadászrepülőgépek fegyverzetének irányzékaként. Idővel azután ezek a rendszerek összetett szélvédő-projektorokká fejlődtek. Időközben már a polgári repülőgépeknél, például az Airbus A350 és a Boeing 787 típusoknál is alapfelszereltségnek számítanak.

A technológia gyorsan az autóiparra is átterjedt. A Nissan már 1988-ban beépített HUD-ot Silvia S13 modelljébe, a General Motors pedig Oldsmobile Cutlass Supreme járművébe.

A három fő komponens: Hogyan működnek a HUD-ok?

A HUD-ok három fő komponensből állnak: egy képalkotó egységből, egy optikai modulból és a vetítési felületből. A képalkotó egység egy a képalkotáshoz LED-es fényforrással rendelkező számítógép.

Ez a fény először az optikai modulra, a HUD-rendszer központi elemére esik. Ennek az úgynevezett kollimátornak egyszerű, de precíz a fizikája. Egy lencse vagy egy aszférikus tükör töri meg a divergens, szétszóródó LED-fényt párhuzamos sugarakká. A korlátozott hely miatt több lencse és összecsukható tükör kerül alkalmazásra. Ha ezek nem felelnek meg a legmagasabb követelményeknek, akkor nem vetíthető tiszta kép a szélvédőre.

A HUD-technológiában a vetítési felületet kombináló képösszegző optikai elemnek (angolul combiner) nevezik. Ezalatt egy félig átlátszó tükröt értünk, amely átereszti a környezeti fényt és visszaveri a HUD fényét, hogy közös nézetet alkosson a környezetről és a HUD-ról. Ha ezt a kombináló optikai elemet a szélvédőbe integrálják, akkor szélvédő HUD-ról beszélünk. Ha pedig ezt az elemet a vezető és a szélvédő közé szerelt külső műanyag panelként valósítják meg, akkor a rendszert kombináló (combiner) HUD-nak nevezik.

A legfontosabb HUD-elemek gyártásának áttekintése

A külső kombináló lencse műanyagból készült és aszférikus alakú. A lencse szigorú tűréshatárokkal rendelkezik, hogy éles, torzításmentes képi megjelenítést tegyen lehetővé. A megjelenítő szegélyét úgy marják, hogy a vezető számára láthatatlan legyen. Emellett karcálló és tükröződések elleni bevonattal is rendelkezik.

Ha a megjelenítő a szélvédőbe integrált, akkor gyakran a rétegelt üvegből készült biztonsági fólia tölti be ezt a szerepet. A megjelenítő két üvegrétegből és egy köztes PVB-fóliából áll, amely baleset esetén megakadályozza az üveg szilánkos törését. A másodlagos képalkotás nélküli éles kivetítés érdekében ez ék alakú, ugyanis ez kiegyenlíti az egyes kijelzőrétegek közötti visszaverődéseket, valamint a szélvédő dőlését a vezető és az optikai modul felé.

Ebbe a modulba technikai polimerekből készült precíziós optikát szereltek. A ciklo-olefin-polimer (COP) az optikai iparban széles körben használt műanyagok egyik csoportja. Ezeket ott alkalmazzák, ahol az üveg műanyaggal helyettesíthető: Például mobiltelefonok fényképezőgép-lencséiben vagy akár HUD-okban.

A fröccsöntési eljárás segítségével a lencsék gyártása során minimálisra csökkenthető az olyan hibák kockázata, mint a csíkok vagy lyukak. Az öntés után az optikákat csiszolják és polírozzák, továbbá dielektromos és tükröződésmentes bevonattal látják el.

Az elkészült komponensek aztán szigorú minőségellenőrzésen esnek át. Ennek során rendkívül pontos mérőműszerek, például interferométerek és pásztázó elektronmikroszkópok kerülnek alkalmazásra. A teljes modul végső kalibrálása és ellenőrzése biztosítja, hogy megfeleljen a magas minőségi előírásoknak, mielőtt véglegesen beépítésre kerülnek a kész HUD-rendszerbe.

Kitekintés: A HUD jövője

Az autóipari HUD-ok jövője sokat ígérő és innovatív. Míg eddig csupán minden tizedik új autó rendelkezett HUD-dal, addig ez az arány 2030-ra várhatóan közel 40%-ra fog emelkedni. E fejlődés során különösen a szélvédőbe épített HUD-ok kerülnek előtérbe. De emellett a kiterjesztett valóság alapú HUD-ok fejlődése is felgyorsul. Ennek során például a figyelmeztetések bevetítése közvetlenül a valós vezetési szituációba történik. A végfelhasználók növekvő igényei további lendületről gondoskodnak. A HUD-ok jövőbeli generációi nemcsak átfogó, valós idejű információkat fognak nyújtani, hanem ember és gép közötti központi interfészként az autonóm járművek kontextusában is elképzelhetőek lesznek.

További autós tartalmakért kövess minket Facebookon is!